JPH0341490A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、トナー画像を記録材に加熱定着する画像形成
装置の定着装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種の装置に用いられている定着装置は、所定
の温度に維持された加熱ローラと、弾性層を有して該加
熱ローラに圧接する加圧ローラとによって、未定着のト
ナー画像が形成された転写材を挟持搬送しつつ加熱する
熱ローラ定着方式が多用されている。

また米国特許第３５７８７９７号明細書に記載されてい
るようなベルト定着方式が知られている。

しかしながら、上記熱ローラ定着方式においては、第１
に、所定温度に立ち上げるまでの間の画像形成作動禁止
の時間、いわゆるウェイトタイムがあり、第２に、熱容
量が必要なため、比較的大きな電力が必要てあり、第３
に、回転ローラでローラ温度が高温のため、耐熱性特殊
軸受を必要とし、第４に、ローラに直接手が触れる構成
となり、危険があったり、保護部材が必要であり、第５
に、ローラの定温度および曲率により転写材が巻きつき
、ジャムとなるなどの問題点がある。また上記ベルト定
着方式においても、ウェイトタイムがあり、比較的大き
な電力を必要とする。

そこて、本出願人は、上記の問題点を解決するものとし
て、次のような定着装置を提案している。すなわち、厚
み２０μ程度の耐熱フィルム（たとえば、ポリイミド、
ポリエーテルイくド等）をエンドレス状に形成させ、表
側面に離形層を１０μ程度コートし、記録材を加圧部材
により、該フィルムを介して熱容量の小さな加熱体に密
着させて、記録材上の顕画像を加熱定着させるものであ
る。

〔発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記提案の定着装置においては、薄膜の
エンドレスフィルムの搬送手段として、複数のローラ等
でテンションを与えつつ回転駆動するため、該エンドレ
スフィルムが、その幅方向にすれ動いてしまうという問
題点がある。

この種のエンドレスフィルム搬送時の片寄りに対しては
、ローラの円筒度や表面性を上げたり、ローラ間のピッ
チや平行度を調整したり、テンションを調整したりして
、ある程度抑えることが可能だが、量産性を考慮すると
限界がある。

またローラ端部に突き当て部材を設ける方法やパーフォ
レーション等によって片寄りを規制することも、エンド
レスフィルム自体の強度が小さいので、実施することが
不可能である。

つぎに、エンドレスフィルムの片寄りについて、説明す
る。

２木のローラの配置位置を考えると、２木のローラが精
度よく組み立てられ、平行状態にある場合と、ローラの
前側または奥側の軸間が異なり、はぼハの字状態にある
場合と、ローラの前側または奥側の高さが異なり、いわ
ゆる、ねじれの状態にある場合と、またへの字状態とね
しれ状態の組み合った状態にある場合とが存在する。

ここで、平行状態にある場合は、エンドレスフィルムは
いずれの方向へも片寄らず、安定に駆動され、ハの字状
態にある場合は、エンドレスフィルムは軸間の狭い方へ
寄り、ねじれの状態にある場合は、エンドレスフィルム
はローラの端部の高い方に寄り、両方が組み合わさった
場合は、への字状態による寄り力（寄り量）とねじれの
状態による寄り力（寄り量）との大きい方にエンドレス
フィルムは寄る。

すなわち、第３図（ａ）に示すように、駆動ローラ３１
が矢印Ｈの方向に回転している時は、エンドレスの定着
フィルム４８の張力は上側かゆるみ、下側（破線で示す
）が引張り側となる。駆動ローラ３１から送り出された
定着フィルム４８は従動ローラ３６とＭの点で接触する
。Ｍの点に接触してからＮの点まで、はぼ１／２周、従
動ローラ３６に巻きついている。Ｎの点て定着フィルム
４８は従動ローラ３６から離れ、駆動ローラ３１側へ引
張られる。この時、従動ローラ３６が駆動ローラ３１に
対して傾斜しているのて、Ｍの点とＮの点は、従動ロー
ラ３６の同一垂直面上になく、△Ｓだけずれが生じてい
る。このずれ量△Ｓは、定着フィルム４８．従動ローラ
３６．駆動ローラ３１との摩擦係数や張力等によって左
右されるので、定量的に定まりにくいが、定着フィルム
４８は矢印Ｑの方向に確実に寄る。この寄り量（または
寄り力）を第１の寄り量とする。

またｖＪ３図（ｂ）　　に示すように、駆動ローラ３１
が矢印Ｈの方向に回転すると、定着フィルム４８の上側
が矢印りの方向に移動し、定着フィルム４８の下側（破
線で示す）が矢印Ｅの方向に移動する。このフィルム端
部の従動ローラ３６への巻きつき方をみると、定着フィ
ルム４８が従動ローラ３６に接触する接触点Ｄ１と定着
フィルム４８が従動ローラ３６から離れる接触点Ｅ１と
ｉｌｌ△℃たけ離れている。フィルム張力は下側か強く
、接触点Ｅ１側へ（△℃を縮める方向へ）引張される。

このことは、フィルム端部だけでなく、フィルム幅全体
に作用し、駆動ローラ３１か矢印Ｈの方向に回転を続り
れば、定着フィルム４８は矢印Ｇの方向へ寄り続Ｃづる
。この寄り量（または寄り力）を第２の寄り量とする。

前記第１の寄り量と第２の寄り量とをつり合わせ、方向
を逆にすることて、定着フィルム４８の寄りを抑えるこ
とかてきる。

したかって、モータやプランジャ等のアクチュエータを
使って、ローラを傾けさせ、第２の寄り量を発生させ、
かつ、定着フィルム４８の寄り量を検知するセンサを設
け、第１の寄り量と第２の寄り量とをバランスさせるこ
とも充分可能であるか、構造か複雑化するという問題点
かあった。

本発明は、上記のような問題点を解決しようとするもの
である。すなわち、本発明は、簡単な構造で、定着フィ
ルムの片寄りを自動的に抑えることかできる定着装置を
提供することを目的とするものである。

（ｉ％！題を解決するための手段） 上記目的を遠戚するために、本発明は、記録材上に顕画
材をのせて顕画像を形成する画像形成手段と、固定支持
された加熱体に対向圧接してエンドレスの定着フィルム
を介して記録材を該加熱体に密着させる加圧部材により
前記顕画像を加熱定着する定着手段とを有する画像形成
装置において、前記定着フィルムの走行径路を形成させ
る駆動ローラと従動ローラとを備え、かつ、前記２つの
ローラのうちの一方のローラが基準ローラとなっていて
、他方のローラがその基準ローラに対して軸方向の中央
部を中心にして可逆的に回動可能に支承され、しかも、
前記定着フィルムが一方向に寄ったときに、該定着フィ
ルムの寄る方向が逆方向になるように、前記他方のロー
ラの取付は状態が傾くようになるようにした。

（作　　　用） 本発明によれは、駆動ローラと従動ローラの、いずれか
一方のローラが基準ローラとなっていて、他方のローラ
がその基準ローラに対して軸方向の中央部を中心にして
可逆的に回動可能に支承され、しかも、定着フィルムが
一方に寄ったときに、定着フィルムの寄る方向が逆方向
になるように、前記他方のローラの取付は状態が傾くよ
うになっているので、他のアクチュエータやセンサをイ
ー１加せずとも、定着フィルムが片側に寄ったとき、定
着フィルムが寄った方のフィルム張力が増し、そのため
、軸方向の中央部を回動中心として前記他方のローラが
傾き、第２の寄り力を発生し、したがって、定着フィル
ムの片寄りを自動的に抑えることかできる。

〔実　施　例〕

第１図および第２図は本発明の第１実施例を示し、第４
図この第１実施例の定着装置を使用した画像形成装置を
示している。

第４図において、１はガラス等の透明部材からなる原稿
載置台で、矢印ａの方向に往復動じて原稿を走査する。

原稿載置台１の直下には短焦点小径結像素子アレイ２か
配置されていて、原稿載置台１上に置かれた原稿像が照
明ランプ３によって照射され、その反射光像は上記アレ
イ２によって感光ドラム４上にスリット露光される。な
おこの感光トラム４は矢印すの方向に回転する。また５
は帯電器であり、たとえば、酸化亜鉛感光層あるいは有
機半導体感光層等が被覆された感光ドラム４上に一様に
帯電を行なう。この帯電器５により一様に帯電された感
光ドラム４は、上記アレイ２によって画像露光が行なわ
れた静電画像が形成される。この静電画像（静電潜像）
は、現像器６により加熱で軟化溶融する樹脂等からなる
トナーを用いて顕像化される。一方、カセットＳ内に収
納されている記録材（シート）Ｐは、駆送ローラ７と感
光ドラム４上の画像と同期するようにタイくングをとっ
て上下方向で圧接して回転される対の搬送ローラ８によ
って、感光ドラム４上に送り込まれる。そして、転写放
電器９によって、感光トラム４上に形成されているトナ
ー像は、記録材Ｐに転写される。その後、公知の分離手
段によって感光ドラム４上から分離された記録材Ｐは、
搬送ガイド１０によって定着装置１１に導かれ、加熱定
着処理された後にトレイ１２上に排出される。なおトナ
ー像を転写後、感光ドラム４上に残留トナーはクリーナ
１３によって除去される。

第５図は第４図の定着装置１１を拡大して示している。

第５図において、１４は装置に固定支持された低熱容量
線状加熱体てあって、−例としては、厚み１．０ｍｍ、
長手長２４０ｍｍのアル稟基板１５に抵抗材料１６を幅
１　、０ｍｍに塗工したもので、長手方向両端から通電
される。通電は直流１００　Ｖの周期２０　ｍ５ｅｃの
パルス状波形で、検温素子１７によりコン）・ロールさ
れた所望の？ＦＡ度およびエネルギー放出量に応したパ
ルスを、そのパルス幅を変化させて与える。はぼパルス
幅は０．５〜５　ｍ５ｅｃとなる。

このように、エネルギー、温度制御された前記加熱体１
４に当接して、図中、矢印の方向にエンドレスの定着フ
ィルム４８は移動する。

この定着フィルムの一例としては、厚み２０μの耐熱性
フィルム（たとえは、ポリイミドボリエーテルイくト、
ＰＥＳ、ＰＦＡ等）に少なくとも画像当接面に、ＰＴＦ
Ｅ、ＰＡＦ等のふっ素樹脂に導電材を添加した離型層を
１０μコートしたエンドレスフィルムがある。−数的に
は総厚は１００μ、より好ましくは４０μ未満である。

定着フィルム４８の駆動は駆動ローラ３１と従動ローラ
３６による駆動とテンションにより、矢印の方向に皺な
く移動する。

１８はシリコンゴム等の離型性のよいゴム弾性層を有す
る加圧ローラであり、総圧４〜７Ｊで定着フィルム４８
を介して前記加熱体１４を加圧し、定着フィルム４８と
圧接回転する。

１ 記録材Ｐ上の未定着トナーＴは入口ガイド１９により定
着部に導かれ、上述の加熱により定着像を得るものであ
る。

つきに、第１図および第２図により、エンドレスの定着
フィルム４８の片寄りを防止する手段について説明する
。

第１図は定着装置の平面図てあり、要部は断面で示して
いる。駆動ローラ３１は定着フィルム４８を駆動するた
めのもので、駆動ローラ３１の前側の軸端部３２は軸受
３３に回転自在に支承され、奥側の軸端部は同様に軸受
（図示せず）に支承されている。また駆動ローラ３１は
複写機本体側の駆動装置により所定の回転数で回転する
。軸受３３は前側板３４に取付けられ、また奥側の軸受
も同様に奥側板（図示せず）に取付けられ、駆動ローラ
３１は水平状態に支承されている。

第２図は第１図の切断線Ａ−Ａに沿う断面側面図である
。加熱体４９（第５図の低熱容量線状加熱体１４と同様
な加熱体）は前側板３４お　２ よび奥側板に垂直に支持されている。

第１図にみられるように、支持軸４２の右端部は前側板
３４に設けられた長穴に遊嵌し、ばね５５が矢印の方向
に掛けられている。支持軸４２の左端部も同様の構成に
なっており、定着フィルム４８は、第２図にみられるよ
うに、駆動ローラ３１と従動ローラ３６および加熱体４
９に掛けられている。

前記支持＋ｉ！　４２の中央部には表面が球面状態にな
った自在軸受４５が固定されている。自在軸受４５は内
側部が球面状になった左ホルダ４３、右ホルダ４４と嵌
合している。バイブ状の従動ローラ３６の右端部（前側
）にはフランジ軸３７が固定され、このフランジ軸３７
は自在軸受３８に回転自在に支承されている。自在軸受
３８の外周面は球面状に形成され、自在軸受３８は球面
状の凹部を有′１−るホルダ３９に遊嵌している。前側
板３４に固定されたガイド板４０には、第２図に示すよ
うに、長孔のガイド溝４１か角度θ傾いて形成されてい
る。そして、ホルタ３９はカイト溝４１に遊嵌している
。従動ローラ３６の左端部には、前述の右端部のような
フランジ軸、自在軸受、ホルダ、ガイド溝等は設けられ
ていない。したがって、従動ローラ３６は自在軸受４５
を中心にして、右端部のガイド溝４１に沿って斜めに上
下動できる。

第１図において、定着フィルム４８のフィルム端部かＢ
−Ｂの位置にある時は、自在軸受４５を中心にして定着
フィルム４８は従動ローラ３６の中央部に位置し、前側
と奥側の圧バランスは平衡状態になり、従動ローラ３６
は水平保持されている。

定着フィルム４８か前側へ移動し、フィルム端部がＣ−
Ｃの位置へ移動すると、従動ローラ３６に作用する圧力
は前側が増加する。前側の圧力か増加することにより、
ホルダ３９はガイド溝４１に沿って下方に移動する。

したがって、定着フィルム４８の移動（寄り）により、
従動ローラ３６は自在軸受４５を中心にしてひねられる
。従動ローラ３６のひねりにより、定着フィルム４８の
寄りは止められ、逆に反対方向に定着フィルムは移動す
る。

なお従動ローラ３６を中央部で回動自在に支承したのは
、定着フィルム４８が正規の位置から左右に寄った時、
右側、左側の定着フィルムの中央からの掛り幅の増減に
より、寄り量の２倍分の圧バランスが生じ、従動ローラ
３６が傾き易くするためである。

以上をまとめると、駆動ローラ３１．従動ローラ３６．
加熱体４９に掛けられた定着フィルム４８は、第２図で
は、矢印Ｆの方向に駆動される。ここで、駆動ローラ３
１．従動ローラ３６、加熱体４９か、それぞれ理想的に
形成されていて、かつ、定着フィルム４８の円筒度も理
想的に形成されているならば、定着フィルム４８の寄り
は発生することなく、初期に掛けられた位置を保ち続け
る。しかし、上記要素のうちのいずれか、またはそれぞ
れが複合的に重なり合った時、定着フィルム４８は、手
前側ある５ いは奥側へ寄る。この寄り力を第１の寄り力とする。

定着フィルム４８か、第１図のように、ＢＢの位置から
Ｃ−Ｃの位置へ、すなわち、手前側へ移動すると、従動
ローラ３６に作用する荷重分布は手前側が増加し、奥側
の荷重分布は減少する。したがって、従動ローラ３６は
自在軸受４５を中心にして回動し、従動ローラ３６の右
端部はガイド溝４１に沿って下がる。従動ローラ３６の
傾きにより、定着フィルム４８の巻きつき方は、第３図
すのように、定着フィルム４８は矢印Ｇの方向（奥側）
へ移動しようとする。この寄り力を第２の寄り力とする
。

第１の寄り力と第２の寄り力が等しくなった時、定着フ
ィルム４８は平衡状態となり、安定駆動される。

第６図は本発明の第２実施例を示している。

前述の第１実施例では、従動ローラ３６の移動を規制す
る手段にガイド溝４１を使用したか、この第２実施例で
は、レバー５０により、６ 従動ローラ３６の端部の動きを規制するようになってい
る。

この第２実施例においても、バイブ状の従動ローラ３６
は内側中央部で回転自在に支承され、他の部材も、第１
図および第２図と同一部材については同一符号で示し、
同様に取付けられている。

レバー５０は図示されていない前側板に植設された支軸
５１に回動自在に支承されている。

レバー５０の他端には、大口径の穴が形成され、この穴
に自在軸受３８を支承するホルダ３９が嵌合している。

したがって、前述した理由により、定着フィルム４８が
手前側へ寄った時、従動ローラ３６に作用するフィルム
テンションの張力差により、従動ローラ３６の右端部は
右下がりに傾く。そのため、レバー５０は２点鎖線で示
すように、反時計方向に回動する。従動ローラ３６の傾
きにより、第２の寄り力か発生し、定着フィルム４８の
寄りは平衡状態で、つり合う。

なお、以上の説明では、定着フィルム４８がどちらかに
寄った時に、定着フィルム４８が寄った方の従動ローラ
３６の端部が積極的に下がるように傾斜角θのあるガイ
ド溝４１、あるいは回動方向を傾けたレバー５０を設け
た場合について説明したが、駆動ローラ３１．従動ロー
ラ３６．加熱体４９と、少なくとも３要素の部＄Ｊに定
着フィルムが掛けられて、断面形状か３角形になってい
るときは、ガイド溝４１は垂直方向てあってもよいし、
レバー５０の傾き角θ２はＯｏであってもよい。

第７図は本発明の第３実施例を示している。

この第３実施例ては、従動ローラ７０は、両端部が直角
に曲がったほぼコの字形の支持フレーム７２に回転自在
に支承されている。支持フレーム７２の軸方向中央部に
は軸７６が植設され、軸７６は図示されていない側板に
支持されたステー７３に設けられた穴７４に摺動可能に
遊嵌している。支持フレーム７２とステー７３との間に
はスラスト軸受７１およびはね７５が設けられている。

軸７６の他端には止めリング７７か固定され、ステー７
３と止めリング７７との間にはスラスト軸受７８が設け
られている。

したかって、従動ローラ７０は支持フレーム７２ととも
に軸７６を中心にして回動することかでき、定着フィル
ム４８が一方に片寄った時は、前記実施例と同様に、定
着フィルム４８が寄った方の従動ローラ７０が下がる。

従動ローラ７０が傾き、駆動ローラ３１に対してねじれ
ることにより、定着フィルム４８は逆方向への寄りが発
生し、それ以上の寄りを抑えることができる。

第８図は本発明の第４実施例を示している。

この第４実施例ては、従動ローラ８０の外側の中央部は
コロ８５で定着フィルム４８のテンションか張られる方
向に押圧されている。従動ローラ８０の手前側の軸端は
軸受８１が遊嵌し、また軸受９１の外径は図示されてい
ない側板に設けた斜めの溝８２に遊嵌している。コロ９ ８５は幅の狭いコの字形の支持部材８３により回転自在
に支承されている。支持部材８３の横幅中央部には軸８
４が植設され、この軸８４は図示されていない両側板に
固定されたステー８７に設けられた横穴に遊嵌し、軸８
４および支持部材８３は回動可能になっている。軸８４
の他端には止め輪８８か取付けられ、軸８４がステー８
７から抜は出るのを防止している。

したがって、前記実施例と同様に、定着フィルム４８は
駆動ローラ３１により搬送され、搬送していくうちに、
定着フィルム４８が片側へ片寄った場合は、従動ローラ
８０に働くフィルム張力のバランスがくずれて、定着フ
ィルム４８の寄った方の従動ローラ８０の軸端が下がる
。従動ローラ８０か傾くことにより、定着フィルム４８
の寄り力は抑えられ、バランスのとれたところで、定着
フィルム４８の寄りは停止する。

なお上記各実施例では、駆動ローラ３１を基準ロー・う
とし、従動ローラ３６，７０．８０が傾くようにしてい
るが、逆に、従動ローラを基準ローラとし、駆動ローラ
が傾くようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、定着フィルムの
走行径路を形成させる駆動ローラと従動ローラの、いず
れか一方のローラが基準ローラとなっていて、他方のロ
ーラがその基準ローラに対して軸方向の中央部を中心に
して可逆的に回動可能に支承され、しかも、定着フィル
ムが一方に寄ったときに、定着フィルムの寄る方向が逆
方向になるように、前記他方のローラの取付は状態が傾
くようになっているので、定着フィルムが片側に寄った
とき、定着フィルムが寄った方のフィルム張力が増し、
そのため、軸方向の中央部を回動中心として前記他方の
ローラが傾き、定着フィルムの寄りを抑制する方向に第
２の寄り力が発生し、定着フィルムの寄りが自動的に抑
えられる。したがって、定着フィルムの縁部位置を検知
するセンサやセンサ信号に対応して作用するアクチュエ
ータを取付ける必要かなくなり、またそのセンサやアク
チュエータのための配線も不要なり、構造が単純化され
るとともに、組み立て性もよくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示した平面図、第２図は
第１図の切断線Ａ−Ａに沿う断面側面図、第３図（ａ）
　、　（ｂ）は２木のローラに掛けられたエンドレスの
定着フィルムの掛り方の説明図、第４図は本発明の定着
装置を使用した画像形成装置を示した断面側面図、第５
図は第４図の定着装置を拡大して示した断面側面図、第
６図は本発明の第２実施例を示した断面側面図、第７図
は同しく第３実施例を示した断面側面図、第８図は同し
く第４実施例を示した断面側面図である。 １１・・・定着装置　　　　１８・・・加圧ローラ３１
・・・駆動ローラ　　　３６・・・従動ローラ３８・・
・自在軸受　　　　４０・・・ガイド板４５・・・自在
軸受　　　　４８・・・定着フィルム４９・・・加熱体 ５０・・・レバー ７０・・・従動ローラ ８０・・・従動ローラ 他４名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　記録材上に顕画材をのせて顕画像を形成する画像形
   成手段と、固定支持された加熱体に対向圧接してエンド
   レスの定着フィルムを介して記録材を該加熱体に密着さ
   せる加圧部材により前記顕画像を加熱定着する定着手段
   とを有する画像形成装置において、前記定着フィルムの
   走行径路を形成させる駆動ローラと従動ローラとを備え
   、かつ前記２つのローラのうちの一方のローラが基準ロ
   ーラとなっていて、他方のローラがその基準ローラに対
   して軸方向の中央部を中心にして可逆的に回動可能に支
   承され、しかも、前記定着フィルムが一方向に寄ったと
   きに、該定着フィルムの寄る方向が逆方向になるように
   、前記他方のローラの取付け状態が傾くようになってい
   ることを特徴とする定着装置。